巖體構造層次及形成原因分析

■楊豪 李皎

（河南省煤田地質局三隊 河南 鄭州450000）

巖體構造層次及形成原因分析

■楊豪 李皎

（河南省煤田地質局三隊 河南 鄭州450000）

巖體的構造層次具有復雜性的特點，并且從其范圍看，能夠由微觀過度到宏觀上去挖掘其構造的層次，所以人們對巖體構造的層次形成原因具有較大的好奇，因此本文主要對巖體構造層次及形成原因進行合理的分析研究，不僅從現(xiàn)如今的地質力學研究成果角度進行分析，還從物理理論的角度出發(fā)，探索初始形成的形態(tài)以及后來的地質運動原因。

巖體構造層次原因

巖石的特點較為多樣，主要包括有非均勻性和離散型，所以人們在對巖石進行工程計算的過程中，一般采用代表性單元的方式來進行模型的建立，這種方式能夠利用介質平均的特征參數(shù)來對現(xiàn)實離散介質的行為進行描述，最后將介質的特點歸結在控制方程的特點之上，利用這種方法雖然十分有效，但是還需要了解到現(xiàn)實材料的彈性變形限外行為是非連續(xù)性的非彈性變形發(fā)展，具有一定的跳躍性特點。

1.地質力學原因

在開展地質構造調查的過程中發(fā)現(xiàn)了地質構造變化的一些規(guī)律：

（1）塊上斷層的區(qū)域分布并不是統(tǒng)一的整體，也不是任意分布的，二是按照系統(tǒng)的形式進行分布。

（2）當某個系統(tǒng)的斷層趨于穩(wěn)定之后，各個系統(tǒng)之間就形成了相互垂直的狀態(tài)，并且同一個級別的斷層之間的間距分布十分均勻。

（3）對于不同的系統(tǒng)斷層地質特點，一般都是不相同的，雖然形成的時間不一致，但是能夠形成相對相似的網(wǎng)格，而不同的系統(tǒng)之間的角度形成確實一定的。

（4）斷層系統(tǒng)和褶皺系統(tǒng)之前具有聯(lián)系性。

上述的地質構造變化規(guī)律不僅是在一個區(qū)域內適用，在全世界都是普遍的現(xiàn)象，類似于這種斷層系統(tǒng)，一般都能夠在保持在一定的方向附近，能夠繼承性的延展，因此可以證明這些形成的系統(tǒng)中具有全球性特點。在地質學的研究之中，就對不同規(guī)模和幅值的循環(huán)性地質過程進行確定，并且與天文現(xiàn)象這種外部行為相結合，但是以傳統(tǒng)的角度去觀察，例如從板塊構造學的角度去找尋答案，是無法得出最優(yōu)的答案的。隨著研究的進一步發(fā)展，發(fā)現(xiàn)了新的旋轉學說：

（1）地球地質構造活動的能量源產(chǎn)生，是由地球和周圍物理場之間相互作用的結果。

（2）地質構造形成的全球性規(guī)律是地球內部的地幔以及上部針對地球外部作用產(chǎn)生的反映而導致的，形成一定的變形規(guī)律。

（3）在初期的地球地質構造歷史之中，地殼是均勻分布的，而隨著不斷變化而被分割斷裂。

（4）地殼的變形規(guī)律和地殼構造形成的過程是十分相似的，在整個地質歷史當中唯一不同的就是地質過程的強度。

（5）每個斷層系統(tǒng)的第一階段斷層之中，都有一定的可能性產(chǎn)生礦產(chǎn)資源，具有專門性特征，能夠在地質構造活動當中，隨著斷層部分的接入而重復，逐漸復雜化。

因為受到外部作用的影響，地殼不斷的經(jīng)受地質構造運動，所以會產(chǎn)生不同地質年代的斷層系統(tǒng)，并且在斷層系統(tǒng)之中也會出現(xiàn)不同的地殼分割結果，不同級別的斷層之間形成相互交割的塊體，因此我們可以將此理解為斷層分割的地殼部分擁有相同的地質構造特點，形成的歷史也十分的相似甚至相同。而在第二次或是多次地質運動過程中，所形成的塊體在不均勻質量的地殼中的各個部分產(chǎn)生，在新的塊體產(chǎn)生中，會先從原有的塊體中的某部分進入。所以我們一般認為塊體是由空間位置和形成時間來表征的。塊狀構造的形成是依次連續(xù)的，在地殼之中甚至會出現(xiàn)相似的地質狀況，這個部分的塊體是相互重疊塊體中共有的部分，但是會隨著不同的時間斷層隔開，因此其形狀呈現(xiàn)出一種不規(guī)則的多邊形樣式。

從斷層系統(tǒng)的方向出發(fā)，空間之中形成的斷層系統(tǒng)都將一個方向的斷層稱為一個系統(tǒng)，但是在特殊情況下會將兩個相互垂直或者多個相互聯(lián)系的斷層連接稱為一個系統(tǒng)，但是每個斷層系統(tǒng)的性質是不一致的。在展開地殼裂隙的研究之中發(fā)現(xiàn)，斷層系統(tǒng)中每個裂紋系統(tǒng)從微小裂紋以至于大斷層的各種不同層次能夠組合成為有規(guī)律的裂紋集合體。例如在“地球裂縫”的研究之中表明，地球的裂縫不僅僅指的是地臺，更包括有褶皺區(qū)域，并且擁有自己的空間走向，所以能夠在地球中長時間的存在，同時每個裂縫系統(tǒng)都具有一定的規(guī)律性，是一個集合，不僅包含有最微小的裂紋，但卻能夠深入到斷層的深處。所以巖石圈中的應力產(chǎn)生都是由于地球旋轉狀態(tài)的變化而變化的，在釋放了應力之后，就可能引發(fā)地球的地質構造運動產(chǎn)生，最后不同級別的斷層不斷的分割著地球，使得斷層由最初的微觀裂紋深入到地槽或造山的深斷層中。

2.地球移動的原因

地球是一個層狀的球體，會隨著時間的變化不斷旋轉，而在地球的最上層擁有一個固體層面，稱為巖石圈，隨著深度的不斷增加其溫度和壓力也會不斷增加。一般在100至200千米的深度時，多晶體的巖石部分就會逐漸的熔融，所以可以將這個地層稱為軟流圈。在軟流圈的下面就是地球的中圈所在，在中圈中會發(fā)生循環(huán)對流運動，同時在地球的中心部分有金屬核，不僅由液體組成，更結合了固體部分，兩個部分之間有液體金屬的凝結孔隙區(qū)。當其中的外部液核達到相應的壓力和溫度的條件時，就會產(chǎn)生強烈的液狀金屬流動，引發(fā)地球電機作用最終產(chǎn)生地球內部的地磁場。在地理極附近，地球的瞬時旋轉軸會不斷的游移，巖石圈也會隨著中圈的變化而發(fā)生移動，最終引發(fā)軟流圈的滑移，具有周期性的特點，該特點就能夠在巖石圈的不同部分中的相對運動得到一定的表現(xiàn)。

地球旋轉的非均勻性能夠從三個部分說明：

（1）長期性變化

（2）非規(guī)則變化

（3）周期性振動（氛圍長周期、季節(jié)性和短周期性振動）

第一部分是地質學中最為重要的，而第二和第三部分就可以在地球角速度變化研究中得以應用，發(fā)現(xiàn)其中存在的規(guī)律性。

3.結語

本文主要研究分析了巖體構造層次及形成原因，在地質力學研究成果的基礎之上對于巖體構造層次的形成原因進行了初步的研究分析，大部分的研究是從外部角度出發(fā)，從外部場作用的存在導致地殼處于不平衡的狀態(tài)中，最終引發(fā)地球運動狀態(tài)的改變，最為主要的是地球旋轉軸運動對巖體構造層次的影響最大。

[1]戚承志,王明洋,錢七虎,羅鍵.沖擊載作用下巖石變形破壞的細觀結構特性 [J].巖石力學與工程學報.2007(S1)

[2]戚承志,王明洋,錢七虎,羅鍵.地質體構造層次變形破壞的動力特性及地震預報 [J].巖石力學與工程學報.2007(S2)

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-112-1